文献精读 | 伏隔核γ-氨基丁酸能神经元介导七氟醚的抗抑郁作用

原创 赵萌萌 山中麻署

背 景

BACKGROUND

重度抑郁症已成为常见的精神疾病之一。但目前由于对抑郁症发展机制的了解不足，有效治疗方法受到限制。既往研究表明抑郁症与特定神经元群和神经回路的神经可塑性改变密切相关。因此全身麻醉药物作为可以调节大脑中广泛神经元活动的药物，可能在抑郁症治疗方面存在巨大潜力。初步的临床研究表明，七氟醚有缓解抑郁症症状的潜在作用，然而其机制尚不明确。

作为边缘系统的一个组成部分，伏隔核在调节动机行为方面起着重要作用。伏隔核中神经元兴奋性和可塑性的紊乱被认为是应激诱发的抑郁症和其他精神障碍的潜在机制。最新研究发现，七氟醚麻醉过程中观察到伏隔核神经元活动出现波动，并参与了七氟醚引起的意识丧失和恢复的调节。鉴于以上，本研究提出伏隔核可能在七氟醚的抗抑郁样效应中发挥作用。本研究旨在验证七氟醚的抗抑郁效应，并确定有效的治疗条件。

结 果

RESULTS

2.5% 七氟醚吸入30分钟改善小鼠行为学表现

为排除运动对行为测试的影响，小鼠被予以不同浓度的七氟醚、以及不同时长的2.5%七氟醚后，立即进行旷场实验。研究发现在分别予以30分钟1.5%、2.5%或3.5%浓度的七氟醚后，各组小鼠在麻醉苏醒过程中，旷场试验运动距离逐渐增加，同时各组在麻醉苏醒后20分钟在旷场试验中的运动距离相似。这提示20分钟足以让各组小鼠运动恢复到相似水平。因此后续研究将在吸入结束后20分钟，使用悬尾试验和强迫游泳试验来评估小鼠的抑郁样行为。

研究者观察到，相比吸入2.5%七氟醚15分钟和60分钟，吸入2.5%七氟醚30分钟的小鼠在尾悬试验和强迫游泳试验中静止时间明显减少。当小鼠暴露于不同时长2.5%七氟醚时（15、30和60分钟），其中七氟醚暴露30分钟的小鼠在悬尾试验中的静止时间明显缩短。因此，研究者认为吸入2.5%七氟醚30分钟能够有效改善行为学结果，并在后续应用。（图1所示）

▲ 图 1

七氟醚具有与氯胺酮相当的可持续性抗抑郁、抗焦虑作用

为了进一步验证七氟醚的抗抑郁作用，研究者使用了已被证明具有持续性抗抑郁作用的氯胺酮作为对照组。在比较吸入2.5%七氟醚30分钟和10 mg/kg氯胺酮腹腔注射后行为学改变时观察到，两组均能有效减少悬尾实验以及强迫游泳实验中的小鼠静止不动时间，提示七氟烷具有可靠的抗抑郁效果，其疗效与氯胺酮相似。

在评估抗焦虑作用的新奇抑制摄食实验中，七氟醚和氯胺酮处理组均显著缩短了摄食潜伏期。值得注意的是，作用时间可维持至吸入七氟醚后48小时，说明七氟醚的抗抑郁、焦虑作用是稳定的。基于以上结果，研究者认为七氟醚能够产生与氯胺酮类似的快速和持久的抗抑郁作用。（图2）

▲ 图 2

七氟醚可减轻慢性应激模型诱导的抑郁焦虑样行为

为深入验证七氟醚的抗抑郁作用，研究引入了6周的慢性不可预测轻度应激(CUMS)来建立小鼠抑郁模型，对照组小鼠则在无应激环境下生活6周。与对照组相比，CUMS模型小鼠在6周内体重显著下降，证实了CUMS模型训练的有效性。与对照组中未接受CUMS模型训练的小鼠相比，CUMS组的小鼠显著出现了抑郁表型，这可以通过悬尾试验、强迫游泳试验和新奇抑制摄食试验来证明。对于CUMS模型抑郁小鼠，七氟醚吸入减少了悬尾试验和强迫游泳试验中的静止时间，缩短了抑制摄食试验中的进食潜伏期，行为学结果与氯胺酮相当。综上表明，吸入七氟醚可以有效缓解CUMS模型诱导的小鼠抑郁和焦虑样行为。（图3）

▲ 图 3

七氟醚的抗抑郁作用可能与伏隔核核心GABA能神经元有关

伏隔核主要由GABA能中型多棘神经元组成，后者已被广泛表明在应激和抑郁中发挥作用。伏隔核可分为核心区和核壳区，它们接收来自不同脑区的远距离投射。本研究使用化学遗传学来操纵这些神经元，以确定伏隔核核心或核壳中的GABA能神经元是否参与了七氟醚的抗抑郁作用。通过将AAV-VGAT1-CRE与AAV-DIO-hM3Dq-mCherry、AAV-DIO-hM4Di-mCherry或AAV-DIO-mCherry联合立体定向注射到野生型小鼠伏隔核的核心或核壳中，hM3Dq或hM4Di受体和荧光指示蛋白mCherry在GABA能神经元中以CRE依赖的方式特异性表达。与预期一致，吸入七氟烷能够可靠地产生抗抑郁效应，表现为尾悬浮实验和强迫游泳实验中不动时间的缩短。虽然对照组腹腔注射CNO本身具有潜在的抗抑郁功效，但没有改变悬尾试验和强迫游泳试验中的静止不动时间。通过化学遗传学简单激活或抑制伏隔核壳GABA能神经元，研究者未观察到行为学改变。同样，七氟醚的抗抑郁作用不受伏隔核壳中GABA能神经元的抑制或激活的影响，这提示伏隔核壳GABA能神经元可能不参与七氟醚抗抑郁作用的调节。（图4）

▲ 图 4

在探究伏隔核核心GABA能神经元在七氟醚抗抑郁作用中的作用时，研究者观察到当该区域GABA能神经元的激活时能显著缩短小鼠悬尾试验和强迫游泳试验的静止不动时间，且与七氟醚处理组相似。相比之下，当特异性抑制伏隔核GABA能神经元时，吸入七氟醚并不能逆转悬尾试验和和强迫游泳试验中缩短的静止时间。联合激活GABA能神经元和吸入七氟醚并没有进一步缩短悬尾试验或强迫游泳试验中的静止时间，这说明激活伏隔核GABA能神经元不能增强七氟醚的抗抑郁作用。以上结果表明，七氟醚的抗抑郁作用是由伏隔核核心而不是核壳中的GABA能神经元介导的。（图5）

▲ 图 5

抑制伏隔核GABA能神经元可阻止七氟醚对CUMS模型诱导的抑郁和焦虑样行为的改善作用

为了确定七氟醚是否通过伏隔核GABA能神经元改善慢性应激诱发的适应不良行为，研究者分别将AAV-VGAT1-CRE与AAV-DIO-hM3Dq-mCherry、AAV-DIO-hM4Di-mCherry或AAV-DIO-mCherry联合注射至伏隔核核心后，进行CUMS造模训练。如前所述，七氟醚吸入显著缩短了悬尾试验和强迫游泳试验中的静止时间，以及缩短了抑制摄食试验中的摄食潜伏期。然而，同时激活伏隔核GABA能神经元并没有改变悬尾试验和强迫游泳试验的静止时间，证实激活伏隔核GABA能神经元不能进一步增强七氟醚的抗抑郁作用。相比之下，从悬尾试验和强迫游泳试验中延长的静止时间看出，或抑制摄食试验中增加进食潜伏期，这说明GABA能神经元的抑制有效地破坏了七氟醚的抗抑郁或抗焦虑作用。通过CUMS模型诱导的抑郁小鼠模型，进一步证实伏隔核GABA能神经元参与了七氟醚的抗抑郁作用。（图6）

▲ 图 6

总 结

CONCLUSION

本研究证实了广泛使用的吸入全麻药七氟醚的抗抑郁作用，并通过行为学评估试验和化学遗传学进一步确定伏隔核GABA能神经元是其潜在机制。本研究结果为全麻药治疗精神疾病的潜力提供了新的证据，并进一步为全麻药抗抑郁作用的机制提供了见解。

原始文献：

Wu M, Li A, Guo Y, Cao F, You S, Cao J, Mi W, Tong L. GABAergic neurons in the nucleus accumbens core mediate the antidepressant effects of sevoflurane. Eur J Pharmacol. 2023 May 5;946:175627. doi: 10.1016/j.ejphar.2023.175627. Epub 2023 Mar 1. PMID: 36868292.

编 译：赵萌萌

排 版：蒋 明

校 审：方 芳

缪长虹

原标题：《文献精读 | 伏隔核γ-氨基丁酸能神经元介导七氟醚的抗抑郁作用》

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